EPRG三十年管线研究成果总览

欧洲管线研究组织(EPRG)成立于1972年,联合输气公司及制管企业的技术力量致力于输气管线的完整性维护,对制管、管线设计、敷设、运行及维护等各个环节进行把关。本文回顾了EPRG30年来在管线研究方面的成就,主要介绍材料的延性止裂、厚壁管线韧脆转变温度的确定;拉伸性能对管线安全可靠性的影响;超高强度管线钢及其腐蚀方面的研究和管线设计等。     

管线钢管韧脆转变温度影响因素分析

研究了不同温度下螺旋埋弧焊管母材横向取样和纵向取样落锤撕裂试验(DWTT)韧脆转变温度(FATT)的变化情况,分析了材料晶粒度、化学成分、应变速度、显微组织和缺陷等因素对韧脆转变温度的影响.结果表明:细化晶粒,提高管线钢的纯净度,控制DWTT锤击速度,控制管线钢中各种组织成分的比例,减少材料内部尖锐缺陷等均有利于提高管...     

高压输气管线用高强度级管线钢管

基于新版ISO 3183(FDIS)管线钢管国际标准,论述了对高强度管线钢管的技术要求及其背景.文章主要涉及管线钢管在高压运行环境下的行为、高强度管线钢管的典型力学性能和X80强度级管线钢管的止裂性能.     

高强度管线钢焊接性研究现状

为了进一步提高我国高强度管线钢的焊接水平,促进管线工程以及焊接技术的发展,根据目前我国管道工程的发展, 讨论了高强度管线钢存在的焊接性问题,主要针对焊缝金属的强韧化匹配问题、冷裂纹问题以及HAZ的脆化问题的研究现状进行了总结。同时,结合存在的焊接性问题提出了相应的预防措施,建议提高焊接接头的韧性可以通过成分、工艺两方面因素来考虑;防止冷裂纹产生可从氢含量、淬硬组织、应力三个方面进行控制;提高焊接热影响区的韧性,可以采用激光焊、超窄间隙GMA焊、脉冲MAG焊等低热输入的焊接方法。     

高强度管线钢焊接性影响因素分析

为了使X80～X120高强度管线钢焊接时获得高强韧性焊接接头,避免产生冷裂纹及热影响区脆化、软化等各种缺陷,针对高强度管线钢的焊接性影响因素进行了分析论述,包括冷裂纹产生的原因及影响因素、管线钢的HAZ软化及脆化影响因素等。重点对管线钢的焊缝与管材的强韧匹配以及管线钢焊接工艺进行了分析研究。研究结果表明,高强度管线钢焊接时,应依据等韧性原则来选用接头的匹配,选择合适的预热温度、含氢量较小的焊接材料、合理的焊接热输入,保证焊接接头具有足够的韧性,满足实际需要。同时针对冷裂纹及热影响区脆化、软化等各种缺陷提出了合理的控制措施。     

超高强度管线钢管研发新进展

介绍了国内外管线钢的发展趋势和超高强度管线钢早期的开发情况,以及早期建设的2个X100/X120管道试验段——西部回路和戈丁湖环路管道的力学性能和焊接工艺情况。重点阐述了包括X100大应变管线钢和X100螺旋焊管在内的超高强度管线钢及钢管研发的新进展,并以斯提兹维尔试验段为例,对X100管线钢管的化学成分、力学性能和管道环焊缝的各项性能进行了分析,分析认为:目前X100钢管的开发已从单纯试制几根钢管发展到5 km以上的试验段,且环焊缝焊接工艺也已基本解决,超高强度管线钢管的开发可能在X100级别取得重大突破性进展。最后,对我国超高强度管线钢的开发提出了建议。     

管线钢韧性参数的一种预测方法

推荐了一种可以在有限的试验数据下，预测管线钢不同韧性参数的方法，包括冲击能、上平台能、断口剪切面积、能量-温度转变曲线、剪切面积-温度转变曲线和韧脆转变温度等。     

高强度管线钢力学性能和冶金特性的最新进展

为了提高油气管道的输送效率,降低管道建设成本,并满足复杂环境下油气管道能稳定服役的要求,钢管行业开展了大量的工作来研发冶金和力学性能（强度、韧性及延性）优异的管线钢。介绍了高强度管线钢的最新研究进展以及基于应变设计的管线钢的力学性能。分析了化学成分、显微组织、TMCP工艺和ACC工艺等对管线钢强度、韧性和延性的影响。分析结果表明,新开发的非传统TMCP工艺有助于改善管线钢的力学性能,管线钢的强度、韧性和延性与合金元素的含量相关,最佳显微组织的开发提供了高应变能力应用所需的力学性能。分析结果还表明,对于生产低屈强比、高延伸率和足够韧性的管线钢,传统TMCP和非传统TMCP工艺均是有效的工艺路线。     

日本高强度管线钢生产概述

通过介绍日本高强度管线钢的开发现状、工艺现状、各种高强度管线钢的特点以及生产使用情况可以看出,日本管线钢主要生产企业新日铁、JFE和住友公司已确立了高强度管线钢炼钢—轧钢—制管的闭环生产体制,以生产促进研发。其生产的管线钢向高强度、大壁厚、抗大变形和高耐酸性能方向发展,海底管线用钢和耐酸管线钢的强度等级已达到X70,具有优良抗大变形性能的管线钢最高强度级达X120。     

X70级管线钢不同缺口形式的落锤撕裂试验研究

在不同试验温度条件下,对各种缺口形式的X70级管线钢DWTT试样进行了落锤撕裂试验,并对试验中的有关数据进行了分析.试验和分析结果表明：X70级管线钢在室温下具有很高的断裂韧性,破坏后断口有明显的分层现象;X70级管线钢韧脆转变温度在-20 ℃～-30 ℃之间;在一定温度范围内,压制缺口试样异常断口出现的概率较大;异常断口的出现是由形变硬化、温度等因素造成的.针对高钢级管线钢出现的异常断裂现象,有待于改进断口的评价标准,以使其更客观地反映材料的止裂能力.     

宝钢X65高强度高韧性管线用板卷钢的生产

介绍了宝钢发展X65高强度高韧性管线钢板所进行的研制、生产及应用情况。宝钢已较好地掌握了现代管线钢的生产和质量控制技术,产品质量稳定,满足国内外用户对管线钢板卷的需求。不仅解决了我国长输管线用钢长期依靠进口的问题,产品能替代进口,并在国外管线工程上得到了成功的应用。     

宝钢高强度高韧性针状铁素体管线钢的开发与应用

为满足高压输气管线的发展,近年来开发了以针状铁素体组织为特征的高性能管线钢.与传统的铁素体珠光体组织的管线钢相比,针状铁素体组织的高等级管线钢在满足高强度的同时,还具有更高低温韧性和低的韧脆转变温度,其优良的性能得益于钢质纯净、组织均匀的低碳针状铁素体组织.介绍了宝山钢铁股份有限公司开发研制的针状铁素体管线钢的发展及其工程应用情况.     

高强度管线钢发展中的几个重要课题

举例分析了高钢级管线钢在输气管道上两种不同的应用途径，并就钢管环焊缝的有关问题，对以应变为基础的设计范围作了简单介绍，指出对于任何钢级的管道，在遇到以应变为基础的设计范围时，环焊缝均需做到超强匹配。     

高钢级管线钢断裂韧性确定方法研究

管线钢管的断裂韧性是进行管道断裂评估的重要参数,而断裂韧性数据的测试较为繁琐。常用的做法是根据管材的冲击韧性与断裂韧性之间的关系式进行估算。利用数理统计方法,基于试验数据样本,建立了X80高钢级管线钢断裂韧性与夏比冲击功之间的经验关系式,并根据统计检验理论,对经验关系式进行了检验。检验结果表明,所建立的经验关系式与样本数据有着高度相关性,与现有的经验公式相比,更适合于X80高钢级管线钢管断裂韧性的确定。     

高强度钢管道环焊缝隐患治理措施研究

针对国内管道建设过程中存在的很多问题,如建设过程中施工单位违规返修、检测单位对射线底片的漏评错评、监理单位监管缺失等,尤其是近年来突出的高强度钢管道环焊缝不能承受较大的外部载荷的问题,分析了高强度钢管道环焊缝与传统X65及以下钢级管道环焊缝失效特征的差异性,剖析了当前在役高强度钢管道焊接结构存在的问题,从系统工程的角度分析了高强钢管道焊接结构中焊缝与钢管管体抗拉强度匹配、变壁厚焊接结构应力集中、焊缝冲击韧性分散等方面存在的问题,并结合人力资源、配套资源和应用技术等因素提出了高强钢管道环焊缝隐患治理的建议,建立了高强度钢管道环焊缝关键风险控制的鱼骨图。     

X80高强度管线钢的焊接工艺研究

介绍了俄罗斯某钢厂生产的X80高强度管线试验钢的化学成分及其力学性能,对该管线钢的焊接工艺(包括对其形成热、冷裂纹倾向)、组织硬度和焊接接头的冲击韧性等进行了研究。指出,采用X80高强度管线钢制作输气钢管是管道建设节约成本、提高效益的有效途径。研究完善的焊接工艺,包括选择合适的焊接接头近缝区冷却速度,是保证焊接接头性能和良好焊缝组织的关键。     

高钢级管线钢环焊缝强度匹配与安全评价

简要介绍了管道焊缝强度理论,重点介绍了国内外管道环焊缝匹配和管道安全评价及缺陷容限的研究情况,通过对管道环焊缝的强度匹配及其安全评价方法的研究,对失效评定参量的确定进行了分析和讨论。分析指出,管道环焊缝强度匹配的选择和应用影响着焊接接头质量,同时不等匹配形成的性能差异对焊缝中裂纹扩展驱动力大小也有明显的影响。